兩相混合式步進電機細分控制器的設(shè)計.pdf

1、步進電機具有定位精度高、無累積誤差、工作無電刷、啟停反應(yīng)速度快、開環(huán)控制性能好等優(yōu)點，這使得步進電機在數(shù)字控制領(lǐng)域的使用已經(jīng)越來越廣泛?；旌鲜讲竭M電機自帶體積小、低噪音、震動小的特點，已經(jīng)成為步進電機中應(yīng)用最為廣泛的一種電機，因此對混合式步進電機控制器的研究已經(jīng)成為當(dāng)今電機行業(yè)的一個熱門研究。針對兩相混合式步進電機存在的一些不足，如在低頻運行時振動和噪音大，在高頻運行時轉(zhuǎn)矩下降和帶負載能力不足等，本文提出了一種基于交替續(xù)流模式的步進電機

2、細分控制方法，并且完成了控制器的設(shè)計。
　　本文對兩相混合式步進電機的結(jié)構(gòu)和工作原理進行了詳細的分析和說明，并且對其磁鏈和電感進行了詳細的分析與計算，推導(dǎo)并得到了兩相混合式步進電機的數(shù)學(xué)模型，這是兩相混合式步進電機細分控制的理論基礎(chǔ)；對常見步進電機驅(qū)動器的組成模塊進行了簡要說明，分析了幾種傳統(tǒng)驅(qū)動方式的工作原理，并分別總結(jié)了它們各自優(yōu)點與不足，并確定將恒流斬波驅(qū)動電路與H橋驅(qū)動電路使用在本設(shè)計中。
　　本文在兩相混合式步進電

3、機數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對細分控制進行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)，詳細說明了電機4細分運行時的轉(zhuǎn)矩、電流和轉(zhuǎn)子的變化，并且詳細說明SPWM控制的原理和實現(xiàn)方法；分析了續(xù)流電路在電機驅(qū)動中的作用，分析了常用的幾種續(xù)流電路的工作原理與優(yōu)缺點，結(jié)合常用的續(xù)流電路設(shè)計了快速續(xù)流與緩慢續(xù)流兩種新的續(xù)流電路，并分析了它們各自工作的原理與特點，提出了快慢續(xù)流方式自調(diào)整的續(xù)流控制新思路，提出了交替續(xù)流控制新方法，并說明了交替續(xù)流控制的實現(xiàn)原理和方法。細分控制與續(xù)流控制是本設(shè)

4、計的兩個重點和難點。
　　本文從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩方面詳細的說明了控制器的設(shè)計。硬件電路設(shè)計分別從PIC16F73控制電路、DA轉(zhuǎn)換電路、PWM斬波恒流驅(qū)動電路、邏輯電路、功率驅(qū)動電路和電源電路這幾部分進行分析。軟件設(shè)計在結(jié)合硬件電路的基礎(chǔ)上，分別從主程序設(shè)計和中斷程序設(shè)計兩方面進行分析，其中中斷程序是實現(xiàn)步進電機細分和續(xù)流控制的關(guān)鍵部分。
　　文章最后對系統(tǒng)實物進行了測試，分別對不同細分的單相電流波形進行了測試和分析。經(jīng)